編者按

不久前，中國科學院、中國工程院新增院士名單公布。本期，本報聚焦新科院士，刊登其中部分院士的科研事跡，與讀者共勉。

郭萬林 潛心科研四十載 爭做一流科學家

■本報記者 王之康 通訊員 王偉 何彩儷

已入冬的南京并不像北方來得那么寒冷，宛在深秋的南京航空航天大學明故宮校園里，涼風裹挾著道旁的梧桐樹葉，時升時落。

在這里，《中國科學報》記者第一次見到了57歲的郭萬林教授——中國科學院今年的新科院士。他中等身材，穿著得體的西裝和襯衣，兩鬢有些泛白，語速一如他堅實而有力的步履，不緊不慢，卻充滿了邏輯。也許見過郭萬林的南航學生都會像記者一樣，自然而然地將他與“儒雅”聯系在一起。但實際上，除了儒雅的外表和優雅的談吐之外，郭萬林更是一位潛心科研四十載、爭做世界一流的科學家。

1981年，當郭萬林進入西北工業大學飛機系學習時，正值“損傷容限設計”這一新的飛機結構設計概念在國際上發展的黃金時期，而我國則處于該領域研究的起步階段。

郭萬林說，早期的飛機設計理念是基于飛機部件上沒有任何初始缺陷或裂紋存在這一假定。在讀研究生時，導師給了他一份國外的研究報告，他對比分析其中的實驗數據發現，僅僅厚度不同，含裂紋試樣的承載能力就有幾倍的變化，裂紋疲勞擴展壽命的變化則高達數倍甚至上百倍。后來通過不斷研究，他在讀博時就發現，使用三維約束參數的有限特性，可以把難以求解的三維問題簡化成可以求解的問題，這讓他在國際上率先獲得了對三維彈塑性裂紋問題的理論解。

在理論突破的基礎上，郭萬林帶領他的團隊又經過二十多年的不懈努力，系統攻克了飛機結構三維損傷容限的關鍵技術，為我國研制成功損傷容限時代的先進飛機起到了不可或缺的作用。他所建立的三維彈塑性斷裂理論也逐漸被國際學術界所廣泛承認、大量大篇幅引用評價，并冠以“郭因子”“郭解”等。而這一技術創新，也使我國三維損傷容限分析達到了國際領先水平。

雖然在“三維斷裂”領域取得了不俗的成績，但郭萬林并沒有躺在“郭理論”的功勞簿上一勞永逸，而是一腳踏進微觀世界，開創了納尺度物理力學和納智能材料器件研究的全新領域。

郭萬林及其團隊主要探索納米技術如何向現代化的應用發展，特別是在航空航天領域的應用。他們研究發現，玻璃上單個原子層的石墨烯可以氣流致生電，由此提出一種全新的無源氣流流速傳感機制；而對石墨烯中“書畫勢”和“波動勢”的研究，更是被國際上評論為“拓展了動電效應數百年的動電理論，展示了自源器件和綠色能源的新途徑”。此外，郭萬林在該領域的研究成果還獲得了2012年國家自然科學二等獎和2011年教育部自然科學將一等獎。

今年，郭萬林團隊與華中科技大學教授周軍團隊合作的一項研究成果還發表在了國際頂級刊物《自然—納米技術》上。該研究發現，納米結構碳材料表面發生的水蒸發能夠在碳材料薄膜中產生電壓。于是，他們借助于廉價的碳黑片層材料，利用水蒸發可以在常溫條件下產生1V的持續電壓。

“我們周圍充滿著能量，用蒸發發電不僅有望解決地球變暖的問題，還可以為污水處理提供一種新路徑。”郭萬林說，就在不久前，這項蒸汽發電領域的研究成果被授權發明專利。

在大學期間，郭萬林由于成績優異而獲得了免試研究生資格，這在別人眼中求之不得的好事，但在他看來卻有些不好受。

“這種感覺就像別人千辛萬苦爬上華山，而我是被直升飛機扔上去的一樣。”帶著這種心情，郭萬林開始廣泛地學習基礎理論，而這段經歷也正為他日后提出“郭理論”打下了堅實的基礎。

作為一名老師，郭萬林從教至今共培養了36名博士，包括國家杰出青年基金獲得者、國家優秀青年基金獲得者、中組部人才入選者、全國優秀博士學位論文獎和提名獎獲得者等，更有一批成為我國航空航天工業部門和高科技企業的中堅骨干。之所以會培養出這么多優秀人才，是因為他始終秉持“教授學生不僅教知識文化，更多的是傳遞精神”的教育理論，言傳身教。

國家自然科學基金優秀青年基金（“優青”）獲得者、南航航空宇航學院教授、博導郭宇鋒是郭萬林到南航后帶的第一批博士生，他本科學的是飛行器設計，但在研究生階段毅然進入了納米世界。

“讓我印象最深的，是郭老師對我的學術視野的開拓。”郭宇鋒說，在郭萬林的引薦下，他2003年有了去德國馬普金屬研究所學習一年的機會，“郭老師一直強調，一定要具備前沿意識，尤其搞基礎研究，一定要走出去交流思想、開闊眼界。”

其實，對學生的教育和關愛早已融入了郭萬林生活的點點滴滴。他時常晚上出差回到南京，但第一件事并不是回家，而是趕回實驗室，與學生們交流參加會議時的所聞所感。至于深夜討論實驗結果和撰寫論文，更是常有的事。

“知識固然重要，但學生們還要擁有踏實肯干、敬業上進的品質，才能在今后的人生中走得更高、更遠。”郭萬林說。

談起這40多年的感悟，郭萬林感慨自己趕上了時代：能夠通過高考上大學，剛好趕上航空事業高速發展時期進入研究階段做些有益的事，并在國家加強基礎研究的時期加深研究的深度和廣度。十九大以來，郭萬林感到更該珍惜來之不易的新的建設強盛的創新型國家的時代，帶領納米科學研究所的師生們向世界一流的科學素質、研究水平、創新能力更加堅定地努力著。

孫金聲 讓超深油井釋放“紅火烈焰”

■本報記者 陳彬 通訊員 劉積舜 楊安

俗話說：“上天容易入地難。”在油田鉆井中，隨著深度的增加，地溫不斷增高，壓力不斷增大，井壁失穩、油氣儲層損害、鉆井液抗溫能力低、鉆井速度慢等難題，是長期制約我國油氣勘探開發的主要技術瓶頸。中國工程院院士、中國石油大學（華東）教授孫金聲近30年來通過不斷創新，研發出具有自主知識產權的新方法、新技術，攻克了技術難題，填補了國內相關研究的空白，使我國深井超深井、復雜結構井鉆井液主體技術上了一個新臺階，為安全高效開發我國深層超深層和復雜地層油氣資源、獲取海外油氣資源以及保障國家能源安全作出突出貢獻。

1965年，孫金聲出生于江西省于都縣的一個小山村的貧寒家庭，16歲時就考入了江西師范大學化學系，后來又考取了南開大學有機合成專業的研究生，因為他立志要成為一名化學家。碩士畢業后，他本來打算繼續出國深造，但考慮到家庭的經濟壓力和留學的高昂費用，他選擇了先工作，而這一選擇便使他與石油結下了近30年的不解之緣。

孫金聲在碩士時期學習的化學知識在石油鉆井液領域同樣受用。工作期間，他陸續收到劍橋大學、麥吉爾大學等多所國外知名大學的錄取通知書。而就在這時，遠在我國大西北，一場轟轟烈烈的石油大會戰在新疆塔里木打響了。那是1989年，國家開發西部大油田，孫金聲被選拔遠赴新疆，參加油田會戰。

“油田現場比我們想象的要艱苦得多！”多年之后，孫金聲依然記得當時的情形，他在會戰中發現油田現場的實際情況和實驗室的模擬演算差距非常大，“理論上這口井我們能打，但在現場無論我們怎么嘗試也打不出來。”

有一次，我國和美國同時在墨西哥的同一區塊同樣鉆井條件下打井，但鉆井速度上卻不及美國人的1/3。“為什么美國人的井就比我們的打得快呢？”孫金聲發現美國人將一種特殊的材料加入到鉆井液中，能夠在鉆頭表面形成油膜，有效防止鉆屑吸附鉆頭，極大地提高了鉆井速度。

當他們向專利權方——美國某大學提出合作開發這項技術時，對方卻開出了200萬美元合作研究的天價經費。在強烈的愛國、強國情懷的提醒和激勵下，孫金聲和他的團隊在五年后終于研制出應用效果遠超過前者的技術。美國公司聞訊后，又反過來想與中國合作深入研究，孫金聲斷然拒絕。

“我們要有懷疑精神，努力探求真理。要知道，在未知的科學領域，即使名聲在外的專家也不見得全對，科研攻關最重要的還是靠團隊協作去不斷實踐。只有這樣，才能實現科技強國的夢想。”孫金聲在工作實踐中找到了科技帶給生產無限動力的秘訣，也強化了一名科技工作者用實際行動報國的強烈情懷。

孫金聲目前已經成為石油和天然氣油氣井工程領域的知名專家。他長期在科研一線致力于油氣井工程鉆井液與儲層保護理論與技術創新，解決了我國許多深井以及復雜結構井鉆井重大科技及現場突發性技術難題，先后承擔國家“863”、國家重大專項、中石油重大科技課題及油田企業課題42項，是我國水基鉆井液成膜理論的主要創立者和抗超高溫鉆井液技術的主要開拓者之一。

隨著勘探目標向高溫高壓深部復雜地層快速拓展，復雜結構井成為21世紀高效開發低滲透、非常規及海洋復雜油氣的新型鉆井方式和主要技術發展方向，傳統鉆井液已無法解決鉆井工程中由此引起的超高溫、井壁坍塌、高摩阻、儲層損害等“卡脖子”重大技術難題。

為此，孫金聲首次提出水基鉆井液化學成膜理論，發明了化學成膜水基鉆井液；揭示了鉆井液抗超高溫機理，發明了抗溫240℃的高密度水基鉆井液和抗溫300℃的泡沫鉆井液；研究了復雜結構井井壁失穩及減阻機理，研制出復雜結構井高性能鉆井液；發明了提高機械鉆速的水基鉆井液技術。成果在塔里木、大慶等17個國內油田及肯尼亞等12個國家規模應用，效果顯著，為加速勘探和高效開發我國深部復雜地層油氣資源和獲取海外油氣資源提供了重要技術支撐。

這就是孫金聲，一個讓我國深層超深層和復雜地層油氣資源安全高效開發、釋放“紅火烈焰”，為我國獲取海外油氣資源以及保障國家能源安全作出突出貢獻的科技工作者。

康振生 赤子情懷綠色夢

■本報通訊員 李曉春 記者 王之康

今年，西北農林科技大學植保學院教授、旱區作物逆境生物學國家重點實驗室主任康振生以其在小麥條銹病、赤霉病等重大病害發生規律、致病機理與防治技術研究等方面作出的突出貢獻，步入中國工程院院士的殿堂，成為該校土生土長的第一位中國工程院院士。

40年來，康振生領導的小麥條銹病團隊始終圍繞國家需求和國際前沿牽引團隊的科技創新，他自己也從風華正茂的青年成長為國內外知名專家。

康振生1957年生于四川安岳，1977年恢復高考后，他進入西北農林科技大學，成為植物保護專業的一名學生。一次，老師在“植物病理學”課堂上，講到一片健康海棠葉子如何被病菌侵染危害致死的過程，引發了康振生對專業的濃厚興趣和對植物病害深入探索的決心，也由此開啟了他的科研生涯。

后來，隨著對條銹病認識的加深，康振生把視野聚焦在國外。1988年，他前往小麥銹病研究處于國際領先地位的加拿大農部溫尼伯研究所深造。1991年，他順利通過博士論文答辯，成為西農與加拿大聯合培養的首名博士，隨后便回到西農，成為一名大學教師。

此后，他主編的《植物病原真菌的超微結構》和《植物病原真菌超微形態》兩本專著先后出版，用800余幅照片首次系統地記錄了我國200多個主要植物病原真菌各大類群的超微結構和超微形態特征。

1997年，康振生以其出色的植物病原真菌細胞學研究結果，被德國霍恩海姆大學教授布赫奈爾邀請赴德國開展合作研究。一有時間，他就泡在電子顯微鏡前，用同事的話說，“電鏡簡直成了康振生的‘戀人’”。時間長了，不僅協助他工作的實驗員請求他休假，就連德方教授見到他的第一句話都是：“必須休假。”

康振生以自己的勤奮和成績贏得了德國同事的尊重，但在西農合并組建之初，他還是義無反顧地放棄了德國的優越生活和良好的科研平臺，回到了母校。臨行前，德方教授真誠地告訴他：“我們歡迎你隨時來德國開展研究工作。”

多年來，康振生帶領團隊以病原真菌與寄主小麥的互作關系為主攻方向，從組織學、細胞學、分子細胞學及分子生物學等方面尋找到底是什么原因導致了小麥條銹菌年年頻繁變化，而且變化總在中國西北地區發生。

2010年，美國科學家通過實驗室接種發現，小檗上出現小麥條銹病，最后得出了小檗在小麥條銹菌的有性生殖與病害流行中不起作用的結論，這條消息引起了康振生的高度關注。

為了查清小麥條銹病越夏區小檗的種類，康振生帶領團隊成員踏遍了甘、陜、川、云四省的山溝，經過大量的田間跟蹤調查研究，最終獲得了重大發現：有性生殖是我國條銹菌致病性變異的主要途徑。小麥條銹菌正是在廣泛分布于西北山區的灌木樹葉——野生小檗長“生兒育女”，才使得新一代病菌成為小麥品種的“殺手”。

今年8月，該研究成果發表在國際頂級學術期刊《植物病理學年評》，在國內外引起了廣泛關注。澳大利亞科學院院士羅伯特·麥金托什指出，自然條件下條銹菌有性生殖的發現在小麥條銹病研究歷史上具有“里程碑”式意義，團隊也因此被國際同行賦予了“楊凌小組”的美譽。

“揭示條銹菌毒性變異的遺傳與分子機理工作才拉開序幕，而這也將成為國際研究的熱點。”展望未來，康振生躊躇滿志，因為他堅信，實現綠色夢想的那一天通過自己和同事的不懈努力一定會到來!

方復全 癡迷游弋在數學海洋

■本報記者 溫才妃 通訊員 郭圓圓

今年9月，由瑞典皇家科學院出版、數學四大最頂尖雜志之一的《數學學報》刊登了他與國外數學家合作的論文《蒂茨幾何與正曲率》。這是建國后我國數學家繼蘇步青先生20世紀50年代的論文以來在該刊發表的第六篇論文。

這篇長達53頁的論文首次將著名的蒂茨廈理論應用于正曲率流形的分類，證明了余齊性大于1、具有極對稱的正曲率黎曼流形必拓撲等價于對稱空間。因為這一工作，2014年他獲邀在國際數學家大會上作45分鐘特邀報告。那年，他還作為獨立完成人獲得2014年度的“國家自然科學獎二等獎”，實現了北京市屬單位27年來在國家自然科學獎項上的歷史性突破。上月末，他當選為中國科學院院士，他就是首都師范大學教授方復全。

方復全主要從事幾何拓撲學的研究，這是數學中最基本的研究領域之一，菲爾茨獎得主中超過四分之一學者的工作都與之相關。他的一項合作研究成果被國際頂尖專家寫入歷史性綜述報告《20世紀下半葉的黎曼幾何》，被美國科學院院士齊格主編的權威綜述報告列為有關領域自19世紀以來九個主要定理之一。2002年于北京召開的國際數學家大會上，他的合作者以及同時證明這個定理的俄羅斯數學家同時獲邀作45分鐘特邀報告，重點介紹這項成果。

方復全的求學路并不平坦。年少時，由于家庭貧困，他險些輟學。從初中就開始癡迷于數學的他，為了學習課本以外的數學，好幾次把家里的雞蛋賣了，換錢從上海郵購數學書。大學時，他僅僅用兩年半的時間，便修完了所有課程和學分，拿到了學士學位提前畢業，這在當時他的母校華中科技大學是沒有先例的。

他是國內自己培養的博士，“四維流形到七維歐氏空間中的嵌入”是他踏入科學之路的第一個重要工作。四維拓撲是最奇妙的，其他維數的拓撲方法在四維經常失效。同樣，四維流形的嵌入問題也是一個例外，遺留在海弗里格和赫爾什、吳文俊等大拓撲學家的重要工作之外的、多年懸而未決的重要公開問題。

“這項工作始于上世紀90年代初，研究前后經歷了三年”，方復全說：“在有了一些新的思路之后，完全被一種激情所振奮，被一種無形的美所感召，整個過程仿佛是塑造美的過程。”他幾乎每天要工作十幾個小時，有時在夢里還在演算推理，經過夜以繼日的鉆研，終于徹底解決了“四維流形到七維歐氏空間中的嵌入問題”，將前人遺留下來的重要問題畫上句號。

他與人合作，首次發現了格羅夫問題的反例，被國外權威專家作為牛津大學研究生教材叢書的重要內容，并以“方—戎方法”冠名小節標題。

“方老師非常敬業，對我們的要求也非常嚴格。”“其實我是怕他的，害怕學業達不到他的要求。”“有時他對某個問題有新想法會很興奮，與我們深入討論這個問題，甚至在半夜也會打電話交流。”……方復全的研究生們說。嚴師出高徒，他培養了張宇光、張振雷、吳云輝、邵鵬等多位優秀的研究生，成為國內優秀的骨干領軍人才，其中，張宇光獲邀前往英國帝國理工大學工作。張振雷已成為在國際上有一定影響的青年數學家，入選中組部青年拔尖人才。吳云輝入選“青年人才”，邵鵬與普林斯頓高等研究院菲爾茨獎得主波爾賡合作。

不僅如此，作為連續兩屆北京市政協委員，方復全努力為北京市的教育科技發展建言獻策、貢獻智慧；他是學校里的學術領軍者，為學校發展嘔心瀝血；他是學生們的良師益友，他把北京市工會獎勵自己的勞模獎金兩萬元捐給學�；�金，資助困難學生。“從這些孩子身上看到了自己從前求學時的影子，我想更好地為他們保駕護航。”方復全說。

吳鋒 情系綠色電池

■本報記者 溫才妃 通訊員 辛嘉洋

“綠色和能源，伴隨著生命，在那靜靜的綠色里，孕育著生命的潛能！……

當你把一塊塊綠色電池，呈現給日新月異的祖國，是否已為她傾注了全部的身心？

當你為中華民族的高技術大廈，添加上一塊塊碧綠的磚瓦，是否已表達出赤子的真情？

當你的未來，沉浸在一片美麗的綠色之中，是否還能透過這迷人的綠色，追尋到當年那閃光的青春？……”

這首題為《綠色·能源·生命》中的詩句，出自于2017年新當選中國工程院院士、北京理工大學教授吳鋒之筆，這是一名科學家鐘情事業、報效祖國的真實寫照。

綠色是吳鋒最鐘愛的顏色，而這一情結的由來，可以追溯到1987年。這一年，吳鋒被國家科委選聘為國家“863”計劃首屆功能材料組最年輕的專家。從此，開始了他“這輩子最迷戀的事”。

上世紀90年代初，日本、美國擁有儲氫合金的多項專利，鎳氫電池已進入規�；�生產，一些關鍵材料被列入禁售的名單；而我國當時一無專利，二無材料，三無電池產品。吳鋒受國家科委委派，只身南下，主持創建了我國第一個鎳氫電池中試基地和第一條鎳氫電池連續自動化生產線。發明了含鋰儲氫合金，取得了我國鎳氫電池開拓國際市場的通行證；提出了直封化成新工藝并實現了工程化，開發出高性能金屬泡沫集流體，設計出新型薄層電極結構，為實現鎳氫電池的高性能和電極制造連續化提供了材料支持；自主研發生產出多規格鎳氫電池產品和系列高功率鎳氫動力電池組，成功應用于多種混合動力汽車。

時任國務委員、國家科委主任的宋健對中試基地的成功創建給予了高度評價：“以鎳氫電池的工程化技術為重點，探索一條中國高技術產業化的路子，是一件具有現實意義和歷史意義的大事。”我國著名電池專家、中國工程院院士陳立泉指出：“中試基地的創建也為我國鋰離子電池的快速發展提供了知識儲備、技術儲備、工程儲備和人才儲備。”

吳鋒作為我國鋰離子電池研究最早的倡導者和組織者之一，帶領團隊發明了高性能電極材料、高強度陶瓷復合隔膜、具有阻燃性和電化學兼容性的功能電解質，提高了鋰離子電池的能量密度、功率密度、安全性和溫度適應性，還率先提出電池系統安全閾值邊界的概念，開發出安全識別與控制技術，為我國鋰離子電池搶占國際高端產品市場提供了技術支持。

從2002年起，吳鋒連續三期被國家科技部聘為“973”計劃二次電池項目的首席科學家，帶領團隊取得了一系列原創性成果；在國際上率先提出采用輕元素、多電子、多離子反應體系實現電池能量密度跨越式提升的學術思想，打破了單電子反應(n=1)的思維定式，開拓了電池材料的研究視野，他連續三期主持的“973”項目，能量密度跨越了三個臺階。

2016年，我國新能源汽車銷售量已躍居全球之首，動力電池出貨量達28 GWh；到2020年，動力電池累計報廢量預計將達17萬噸，發展廢舊鋰電池的回收技術迫在眉睫。吳鋒和他的團隊發明了將天然有機酸用于廢舊電池綠色回收技術，被意大利羅馬高技術回收中心主任L. 托羅評價為：“是一種經濟、高效、無污染的回收技術。”

吳鋒的成就和貢獻，贏得了國際同行的尊重和高度評價。他2014年當選國際歐亞科學院院士，2017年當選亞太材料科學院院士；獲得國際電池材料學會科研成就獎、國際車用鋰電池協會首次頒發的杰出基礎與應用研究獎和終身成就獎，還獲得國際電化學學會設獎20多年來首次頒發給中國學者的電池技術成就獎。

韶華似水，彈指間，青絲變白發，在中國的新型綠色二次電池從跟蹤到引領的轉變之中，浸透了吳鋒的默默奉獻。